内容正文:
专题训练 电学综合计算问题
类型一 铭牌信息
1. (2022·阜新)电热水壶发热电阻阻值不变,其主要参数如表所示.[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
额定电压 220V 容 量 1.5L
加热功率 1210W 保温功率 88W
(1)电热水壶在保温状态下,电路中的电流是多少?
解:(1)由P=UI可得,电路中的电流I===0.4A
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(2)在加热状态下,电热水壶正常工作100s,消耗的电能是多少?
解:(2)消耗的电能W=P加热t=1210W×100s=1.21×105J
(3)用此电热水壶将质量为1kg的水从50℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?
解:(3)水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃-50℃)=2.1×105J
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类型二 坐标信息
2. (2022·呼和浩特)如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片,当滑片移到中间时,电压表示数为3V.已知两个电阻的U-I图像如图乙所示.求:
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(1)电源电压及当滑动变阻器滑片在最右端时,通过电流表的电流.
解:(1)0.2A
(2)滑动变阻器保持5Ω不变,通电1min,滑动变阻器的电功率及电流通过电路做的总功.
解:(2)144J
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3. (2023·枣庄)体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,某科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示.已知电源电压恒定,定值电阻R0=5Ω,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计.
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(1) 闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.12A,电源电压为多少?
解:(1) 6V
(2) 当体重计示数为600N时,R0消耗的电功率为多少?
解:(2) 0.45W
(3) 此体重计所能测量的最大体重为多少?
解:(3) 1200N
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类型三 多挡位电器
4. (2022·益阳)随着汽车的普及,车载电饭煲开始得到应用,人们能够随时随地在车内做饭,更好地满足了旅游的个性化要求.如图所示为某品牌车载电饭煲简化后的电路原理图,直流电源的电压恒为12V,R1、R2均为电热丝.当只闭合S1时是保温挡,功率为96W;当S1、S2都闭合时为加热挡,功率为300W.求:
(1) 在加热挡工作时,工作100s电路中消耗的电能.
解:(1) 在加热挡工作时,工作100s电路中消耗的电能W=P加t=300W×100s=30000J
第4题
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(2)R1的阻值.
解:(2)由电路图可知,当S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1的简单电路,此时电路处于加热挡,则R1===0.48Ω
第4题
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(3)在保温挡时,R2的电功率.
解:(3)当只闭合S1时,电路处于保温挡,此时电路为R1与R2的串联电路,电路中的电流I===8A,此时R1的电功率P1=I2R1=(8A)2×0.48Ω=30.72W,R2的电功率P2=P保-P1=96W-30.72W=65.28W
第4题
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5. (2023·泸州)某种带保温功能的电热水壶,其发热部分电路如图所示.已知电源电压U=220V且保持不变,电阻丝R1=110Ω、R2=88Ω.通过调节开关S1、S2可以实现低温、中温、高温三挡的切换;当水温降到60℃时,电路自动切换成低温挡进行保温.已知c水=4.2×103J/(kg·℃).
(1)当电热水壶处于中温挡时,求电热水壶消耗的电功率.
解:(1)440W
(2)当电热水壶分别处于高温挡与低温挡时,求通过电阻丝R1的电流之比.
解:(2)9∶5
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(3) 用电热水壶的高温挡把m=2kg的水从t1=28℃加热到t2=100℃,自动断电,其中电热水壶加热效率η=84%.当电热水壶中水温降到60℃时,继续保温t=1.8h,则电热水壶这次加热和保温一共消耗多少度电?
解:(3) 0.64度
第5题
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类型四 动态电路
6. (2023·丹东)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 3W”字样,定值电阻R1阻值为20Ω,滑动变阻器R2最大阻值为18Ω.求:(不考虑温度对灯丝电阻的影响)
(1)小灯泡L的电阻.
解:(1)12Ω
(2)当开关S、S1都闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到a端时,小灯泡L恰好正常发光,电流表的示数.
解:(2)0.8A
(3)当开关S1断开,S闭合,滑动变阻器R2的滑片P移到b端时,小灯泡L的电功率.
解:(3)0